ARDGERMELİ BETON TENDA MÜHENDİSLİK-MÜŞAVİRLİK-İNŞAAT 1
TENDA MÜHENDİSLİK-MÜŞAVİRLİK-İNŞAAT TENDA Mühendislik mevcut yapı sistemleriyle isteklerine yanıt bulamamış yatırımcılar ve mimarların ihtiyaçlarına cevap verecek tasarımlara imza atan bir mühendislik grubudur. Projelere geniş açıdan bakarak, her konuyu hem tasarım hem de uygulanabilirlik temelinde detaylarıyla inceleyebilen TENDA, konvansiyonel betonarme tasarım üzerine edinilen tecrübelerin ışığında, ardgerme teknolojisinin imkanlarını yenilikçilik arayan tasarım gruplarıyla paylaşmayı hedeflemektedir. İÇİNDEKİLER TENDA 2 ARDGERMELİ BETON NEDİR? 3 UYGULAMA ALANLARI 4-5 AVANTAJLARI 6-7 DÖŞEME TİPLERİ 8 TASARIM VE İMALAT 9 REFERANSLAR 10-15 2
ARDGERMELİ BETON NEDİR? Ardgermeli beton, betonun çekmeye karşı zayıflığının üstesinden gelmek için kullanılan bir öngerilme yöntemidir. Yüklemeden önce betona uygulanan sabit bir basınç kuvveti sayesinde betonda yükleme sonrası oluşacak çekme gerilmelerinin sınırlandırılması esasına dayanır. Uygulanacak basınç kuvveti, beton içerisinde kılıfla korunan boşluklardan geçirilen yüksek dayanımlı çelik halatların gerilmesi ile elde edilir. Ardgermeli betonun prefabrike öngermeli sistemlerden farkı, germe işleminin beton dökümünden önce değil beton döküldükten sonra, betonun belirli bir mukavemet düzeyine ulaşmasını takiben yapılmasıdır. Dolayısıyla halat yerleşimi beton içerisinde istenilen geometride de yapılabilmektedir. Bu sayede Ardgermeli Beton sistemi herhangi bir prefabrikasyon gerektirmediği için şantiyede konvansiyonel betonarme sisteminin bir parçası olarak uygulanabilmektedir. Yapılarda daha geniş mekanlara olan talebin artması ve daha büyük açıklıkların geçilmesi gerekliliğinin doğmasıyla, betonarme sistemlere bir alternatif olarak gelişen ardgerme teknolojisi, büyük açıklıklarda işverene ekonomik, mimara estetik ve mühendise güvenilir bir çözüm sunmaktadır. Öngermeli Beton (Pretensioned Concrete) Öngerilmeli Beton (Prestressed Concrete) Ardgermeli Beton (Post-tensioned Concrete) Dış Yükler Tarafsız Eksen Ardgerme halatı 3
ARDGERMELİ BETONUN UYGULAMA ALANLARI Ardgermeli beton sisteminin uygulama esnekliği günümüz mühendislik tasarım limitlerini çok daha ileriye taşımaktadır. Çoğunlukla döşeme ve kiriş gibi eğilmeye çalışan yapı elemanlarında uygulanan ardgerme sistemi sahada imal edilebilmesi ve yapı sisteminde bir tasarım parametresi olmasıyla diğer yapı elemanlarında da uygulanabilmektedir. Yapı elemanları olarak başlıca uygulamalar şöyle sıralanabilir: Döşemeler Kirişler Temeller Kabuk (Shell) Kolon/Ayaklar Yığma Duvar Satıh Betonları Ardgerme sistemi sağladığı geniş açıklık ile mekan yaratmanın yanı sıra döşeme ve kiriş üzerindeki ağır yüklerin betonarme sisteme göre daha küçük kesitler ile taşıtılmasını sağlamaktadır. 4
Ardgerme sistemi teknolojik gelişim süreci boyunca uygulanabileceği yapı türlerindeki çeşitlilik de büyük bir artış göstermiştir. Günümüzde özel ve büyük yapılarda veya özel olmayan fakat geniş açıklık/küçük kesit ihtiyacı duyulan yapıların belirli bölümlerinde ardgerme tercih edilen bir yapım tekniği olmuştur. Alışılmış bina türü yapıların yanı sıra köprü, tank, stadyum gibi yapı türlerinde de uygulanmaktadır. Yapı türleri bakımından başlıca uygulama alanları; Alışveriş Merkezleri Ofis Binaları Katlı Otoparklar Yüksek Katlı Konutlar Oteller, Okullar, Hastaneler, Kütüphaneler Stadyumlar ve Kapalı Spor Salonları, Sinema, Sergi ve Konser Salonları ve Kültür Merkezleri Stratejik ve Endüstriyel Yapılar Makine, Ekipman Taşıyan Döşemeler Köprüler Silolar, Tanklar Onarım ve Güçlendirme Projelerinde Mimari tasarıma getirdiği olanaklar ardgerme sisteminin uluslararası alanda çok katlı yapılarda kullanımının başlıca tercih nedeni olmuştur. 5
ARDGERMELİ BETONUN AVANTAJLARI Ardgermeli beton betonarme sistemlerle karşılaştırıldığında statik, mimari ve ekonomik yönlerden ciddi avantajlar sağlamaktadır. Ardgermeli betonla betonarme sistemleri karşılaştırırken aşağıda sıralanan direk ve dolaylı avantajların tümü dikkate alınmalıdır. Daha Büyük Açıklıklar Aynı kesit boyutlarında betonarme sisteme göre daha büyük açıklıklar Aynı açıklıkta betonarme sisteme göre daha küçük kesitler Düşük Kat Yükseklikleri Düşük bina yüksekliği veya Çok katlı yapılarda aynı yüksekliğe kat ilavesi Tesisat, cephe kaplamalarında tasarruf Düşey Yapı Elemanlarında Azalma Kullanım alanında artış Mimari tasarımda esneklik Yapı Kütlesinin Azalması Deprem yükünün azalması Kolon kesitlerinin küçülmesi Temel sisteminin küçülmesi Sehim Kontrolü Uzun süreli sehimlerin önlenebilmesi Uzun konsol yapma imkanı Mimari yapı elamanlarının korunması Ağır yük taşıma kapasitesinin yüksek olması Çatlak Kontrolü ve Geçirimsizlik Hava şartlarına dayanıklılık Korozyona karşı dayanıklılık İnşaat Sürecinin Hızlanması Basit kalıp sistemi Erken kalıp söküm imkanı Daha az beton ve betonarme donatısı KALINLIK (m) 0,30 0,25 0,20 0,15 Ardgermeli Mantar Kirişli Döşeme Ardgermeli Kirişsiz Döşeme Betonarme Kirişsiz Döşeme 0,10 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 DÖŞEME AÇIKLIĞI (m) 6
İnşaat Maliyetinde Tasarruf Ardgerme sisteminin diğer yapım sistemlerine göre ekonomikliği, her yapı durumunun şartname, kullanım amacı ve yerine göre değişen malzeme maliyetlerine bağlı olarak farklılıklar gösterir. Yapılan uluslararası çalışmalarda kirişsiz ardgermeli döşeme sistemi ile kirişsiz betonarme döşeme sisteminin maliyetleri yaklaşık 7 metre açıklıkta birbirine eşit çıkmaktadır. Bu açıklıktan sonra ardgermeli sistem göreceli olarak daha ekonomik çözümler üretmektedir. Edinilen tecrübeler ışığında işçilik ve malzeme maliyetlerinin nispeten daha düşük olmasından ülkemizde bu değerin 8-9 metre olduğu düşünülmektedir. Ardgerme sistemin getirdiği inşaat maliyetini azaltabilecek etkiler iki kısımda incelebilir. Direk Etkiler Kalıp sisteminin basitliği Beton miktarında azalma Betonarme donatısında azalma Çok katlı yapılarda cephe kaplama miktarında azalma Çok katlı yapılarda mekanik ve elektrik tesisatının azalması Dolaylı Etkiler İnşaat hızında artış Çok katlı yapılarda daha hızlı kat atlama Beton, demir ve kalıp işçilik sürelerinin azalması Mekan tasarrufu Belirli yükseklikte ilave kat imkanı 7
DÖŞEME TİPLERİ Açıklık Aralığı Hareketli Yük Döşeme Kalınlığı / Açıklık Oranı Kirişsiz Döşeme 6-10 m 150 kg/m2 250 kg/m2 500 kg/m2 1/42 1/40 1/36 Kolon Başlıklı Kirişsiz Döşeme 8-14m 150 kg/m2 250 kg/m2 500 kg/m2 1/46 1/44 1/40 Tek Yönlü Yastık Kirişli Döşeme 8-16 m 150 kg/m2 250 kg/m2 500 kg/m2 1/48 1/45 1/40 Çift Yönlü Kirişli Döşeme 10-18 m 150 kg/m2 250 kg/m2 500 kg/m2 1/46 1/42 1/38 Tek Yönlü Nervür Kirişli 10-20 m 250 kg/m2 500 kg/m2 1000 kg/m2 1/30 1/27 1/24 8 Çift Yönlü Nervür Kirişli 10-20 m 250 kg/m2 500 kg/m2 1000 kg/m2 1/25 1/23 1/20
TASARIM Türkiye riski yüksek bir deprem kuşağında olduğundan, ardgerme sistemiyle tasarlanan yapıların bilgisayar modellemesinin üç boyutlu olarak yapılması tercih edilmektedir. Yağlı Kılıflı Halat Ardgermeli beton tasarımı, betonarme yaklaşımına ek olarak aşağıdaki aşamaları da içermektedir; Kablo geometrisinin belirlenmesi Kablo miktarının belirlenmesi Detay hesapların yapılması (kayıplar vb.) Kesit gerilme tahkikleri Tekli Sabit Ankraj Tasarımda başlıca Eurocode 2 (Avrupa) ve ACI318 (ABD) standartları kullanılmaktadır. Kılıf Ankraj Bloğu Kama İMALAT Ardgerme sistemi betonla çelik arasındaki aderans (bond) durumuna göre iki gruba ayrılır; aderanslı (Enjeksiyonlu) ve aderanssız (Yağlı Kılıflı). Ankraj kafası Halat Ardgerme sistemi betonarmeye ek olarak aşağıdaki elemanlardan oluşur; Yüksek dayanımlı çelik halat Ankraj Kafası Ankraj Bloğu Kama Kılıf Döşemelerde ardgerme sisteminin imalatı genel olarak şu yolu takip etmektedir: Kalıbının hazırlanması Betonarme alt donatısının serilmesi Ardgerme ankraj kafalarının montajı ve kılıfların tasarım geometrisinde serilmesi Betonarme üst donatısının serilmesi Beton dökümü Halatların beton içindeki boş kılıflardan geçirilmesi Halatların hidrolik krikolar ile gerilmesi ve ankraj elemanlarıyla sabitlenmesi Kılıf içinde kalan boşluklara yüksek dayanımlı harç enjeksiyonu yapılması Aderanssız (Yağlı kılıflı) sistemde halatlar tekli olarak yağlanıp HDPE kılıf içerisinde hazır olarak şantiyeye getirildiği için enjeksiyon yapılmamaktadır. 9
SARAYDÜZÜ KIŞLAŞI MİLLİ MÜCADELE MÜZESİ VE KONGRE MERKEZİ İşin Sahibi Yer : Amasya Valiliği : Amasya / Türkiye Proje Özellikleri Yapı Alanı : 3050 m² Ardgermeli Döşeme Alanı : 460 m² Döşeme Tipi : Kirişsiz Düz Döşeme Açıklığı : 14 m Döşeme Kalınlığı : 40 cm Betonarme taşıyıcı sistemde olan yapının konferans salonu tavan döşemesi ile balkon taşıyıcı kirişleri enjeksiyonlu ardgermeli beton sistemi olarak tasarlanmıştır. 10
BİLFEN KOLEJİ BAHÇEŞEHİR OKULLARI İşin Sahibi Yer : Bilfen Koleji : Bahçeşehir / İstanbul / Türkiye Proje Özellikleri Toplam Yapı Alanı : 6070 m² Ardgermeli Döşeme Alanı : 4940 m² Lise Binası: Döşeme Tipi : Asmolen Açıklık : 18 m Kiriş Derinliği : 50 cm Döşeme Kalınlığı : 15 cm Spor Salonları, Yemekhane ve Havuz Binaları: Döşeme Tipi : Kirişsiz Düz Açıklık : 12 m Döşeme Kalınlığı : 40 cm Döşeme Yükü : 1.5 t/ m² Bilfen Kolejinin Bahçeşehir deki okullarında lise binası, yer altı spor salonları, yemekhane ve havuz binası döşemeleri ardgermeli olarak tasarlanmıştır. 11
GORDION TOPLU KONUTLARI 43 M AÇIKLIKLI ARDGERMELİ DÖŞEME İşin Sahibi Yer : Gordion Grup : Çayyolu / Ankara Proje Özellikleri Ardgermeli Döşeme Alanı : 1100 m² Döşeme Tipi : Nervürlü Döşeme Açıklığı : 43 m Tip Kiriş Derinliği : 150 cm Tip Kiriş Genişliği : 50 cm Döşeme Kalınlığı : 20 cm Çayyolu metro istasyonun üzerinden geçen tek açıklıklı 43 metrelik döşeme sistemi ardgermeli nervür kirişli olarak tasarlanmıştır. İki konut bloğunu birbirine bağlayan döşemenin üstü açık alan altı alışveriş katı olarak kullanılmaktadır. 12
ADAPAZARI ŞEHİRLERARASI OTOBÜS TERMİNALİ PERON PLATFORMU İşin Sahibi Yer : Adapazarı Belediyesi : Adapazarı / Türkiye Adapazarı yeni şehirlerarası otobüs terminalinin dairesel formda olan giden yolcu peronu platformu 30 metre temiz açıklıklı ardgermeli kirişsiz düz döşeme olarak tasarlanmıştır. Ardgermeli döşeme elastomer mesnetler ile betonarme kolonların üzerine oturtulmuştur. Proje Özellikleri Ardgermeli Döşeme Alanı : 6500 m² Döşeme Tipi : Kirişsiz Düz Döşeme Açıklığı : 30 m Döşeme Toplam Uzunluğu : 267 m Döşeme Kalınlığı : 120 cm Kolon yüksekliği : 5.5 m 13
KAVACIK OFİS BİNASI ARDGERMELİ KONSOL DÖŞEMELERİ İşin Sahibi Yer : Kayı İnşaat : Kavacık / İstanbul Proje Özellikleri Uzun Konsol Boyu Kısa Konsol Boyu Ardgermeli Kiriş Derinliği : 5.3 m : 2.9 m : 80 cm Kavacık ofis binasının 5. ve 7. katlarındaki köşe konsolları köşe kolonundan her iki yöndeki kirişlere ardgerme uygulanarak taşıtılmıştır. Toplantı salonu olarak kullanılacak mekan için tasarım sürecinde konsolların titreşim hesapları ve deprem davranışları da analiz edilmiştir. 14
BEDAR KÖPRÜSÜ / IRAK İşin Sahibi Yer : Dohuk Valiliği : Zaho / Irak Proje Özellikleri Köprü Toplam Uzunluğu : 150 m Açıklık Adedi : 3 Açıklık Uzunlukları : 45 m + 60 m + 45 m Kesit Tanımı : Değişken Yükseklikli Tek Gözlü Kutu Kesit Maksimum Kesit Derinliği : 3.5 m (mesnet) Minimum Kesit Derinliği : 1.5 m (açıklık) Tabliye Genişliği : 15 m Üç açıklıklı toplam uzunluğu 150 metre olan Bedar köprüsü ardgermeli yerinde dökme beton sistemiyle tasarlanmıştır. Köprü kesiti değişken derinlikli kutu kesittir. İki yönde trafik akışını sağlamak amacıyla her biri 15 metrelik tabliye genişliğinde yan yana ikiz köprü olarak inşa edilecektir. 15
TENDA Mühendislik Müşavirlik İnşaat Ltd. Şti. 72. Sokak No: 9/3 A.Öveçler Çankaya / Ankara Tel: +90 312 472 61 39 Faks: +90 312 472 69 13 e-posta: tenda@tenda.com.tr www.tenda.com.tr 16